Мультипроцессорное компьютерное моделирование в гравитационной газовой динамике

Авторы

  • Г.А. Тарнавский
  • А.Г. Тарнавский

Ключевые слова:

параллельное программирование
космическая газодинамика
краевые задачи
интегро-дифференциальные системы уравнений
астрофизика
многопроцессорные системы

Аннотация

Настоящая работа ориентирована на создание новых современных компьютерных технологий и методов параллельного программирования для повышения эффективности решения фундаментальных научных и прикладных проблем в области космической газодинамики, связанных с большим объемом вычислений. Основное внимание уделено теоретическим вопросам и их практическому использованию при проведении декомпозиции и параллелизации успешно функционирующих методов и реализующих их алгоритмов решения сложных интегро-дифференциальных систем уравнений. Рассмотрены различные способы распараллеливания, которые определяются особыми видами декомпозиции полной задачи на ряд одновременно выполняемых подзадач (декомпозиция по физико-математическим процессам, по расчетным геометрическим областям, по технологии счета, по главным входным параметрам) и проанализирована степень их эффективности для определения оптимального способа параллелизации. Проведенные теоретические исследования используются при создании комплекса компьютерных программ нового поколения для решения задач космической газодинамики.

Новые вычислительные технологии

Загрузки

Опубликован

2005-03-01

Выпуск

Том 6 (2005): Выпуск 1.

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Авторы

Г.А. Тарнавский

Институт теоретической и прикладной механики имени С.А. Христиановича СО РАН (ИТПМ СО РАН)
ул. Институтская, 4/1, 630090, Новосибирск

А.Г. Тарнавский

Новосибирский государственный университет
ул. Пирогова, 1, 630090, Новосибирск

Библиографические ссылки

  1. Воеводин В.В., Воеводин Вл.В. Параллельные вычисления. СПб: БХВ-Петербург, 2002.
  2. Гинзбург В.Л. Какие проблемы физики и астрофизики представляются сейчас особенно важными и интересными? // Успехи физ. наук. 1999. 169, № 4. 419-441.
  3. Пармон В.Н. Пребиотическая фаза зарождения жизни // Вестник РАН. 2002. 72, № 11. 976-983.
  4. Контримавичюс В.Л. Истоки учения о ноосфере // Вестник РАН. 2003. 73, № 11. 1002-1009.
  5. Тарнавский Г.А., Шпак С.И. Декомпозиция методов и распараллеливание алгоритмов решения задач аэродинамики и физической газовой динамики: вычислительная система «ПОТОК-3» // Программирование. 2000. № 6. 45-57.
  6. Тарнавский Г.А., Шпак С.И. Схемы распараллеливания операций решения систем алгебраических уравнений методом многомерной скалярной прогонки // Вычисл. методы и программирование. 2000. 1, № 1. 21-29.
  7. Вшивков В.А., Тарнавский Г.А., Неупокоев Е.В. Параллелизация алгоритмов прогонки: многоцелевые вычислительные эксперименты // Автометрия. 2002. 38, № 4. 74-86.
  8. Тарнавский Г.А., Тарнавский А.Г. Современные компьютерные технологии и неединственность решений задач газовой динамики // Симметрия и дифференциальные уравнения (под ред. В.К. Андреева). Красноярск: изд. ИВТ СО РАН, 2002. 209-213.
  9. Тарнавский Г.А., Вшивков В.А., Тарнавский А.Г. Параллелизация алгоритмов и кодов вычислительной системы «ПОТОК-3» // Программирование. 2003. № 1. 24-44.
  10. Тарнавский Г.А., Корнеев В.Д. Распараллеливание программного комплекса математического моделирования высокоскоростных течений реального газа // Автометрия. 2003. 39, № 3. 72-83.
  11. Тарнавский Г.А., Корнеев В.Д., Вайнер Д.А., Покрышкина Н.М., Слюняев А.Ю., Танасейчук А.В., Тарнавский А.Г. Вычислительная система «ПОТОК-3»: опыт параллелизации программного комплекса. Часть I. Идеология распараллеливания // Вычисл. методы и программирование. 2003. 4, № 1. 37-48.
  12. Малышкин В.Э., Цыгулин А.А. ParaGen - генератор параллельных программ, реализующих численные модели // Автометрия. 2003. 39, № 3. 124-135.
  13. Тарнавский Г.А., Аульченко С.М., Вшивков В.А. Математическое моделирование нестационарных трехмерных процессов в космической газодинамике // Вычисл. методы и программирование. 2003. 4, № 2. 294-322.
  14. Тарнавский Г.А., Шпак С.И. Эффективный показатель адиабаты в задачах гиперзвукового обтекания тел реальным газом // Теплофизика и аэромеханика. 2001. 8, № 1. 41-58.
  15. Тарнавский Г.А., Шпак С.И. Способы расчета эффективного показателя адиабаты при компьютерном моделировании гиперзвуковых течений // Сиб. ж. индустриальной математики, 2001, 4, № 1(7). 177-197.
  16. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Теория поля. М.: Наука, 1967.
  17. Блинников С.И., Высоцкий М.И., Окунь Л.Б. Скорости c/√3 и c/√2 в общей теории относительности // Успехи физ. наук. 2003. 173, № 10. 1131-1136.
  18. Белоцерковский О.М. Математическое моделирование на суперкомпьютерах (опыт и тенденции) // Ж. вычисл. матем. и мат. физ. 2000. 40, № 8. 1221-1236.
  19. Rognlien T.D., Xu X.Q., Hindmarsh A.C. Application of parallel imlicit methods to edge-plasma numerical simulations // J. Comput. Phys. 2002. 175, N 1. 249-268.
  20. Marcos C., Barge P., Marcos R. Dust dynamics in protoplanetary disks: parallel computing with PVM // J. Comput. Phys. 2002. 176, N 1. 274-294.